Состав, свойства, применение различных сортов гипса. Модельный гипс

Состав, свойства, применение различных сортов гипса.

Одним из наиболее употребляемых материалов является гипс. Им пользуются почти на всех этапах изготовления зубных протезов и аппаратов. Из гипса готовят подавляющее большинство рабочих и вспомогательных моделей - позитивного отображения тканей протезного ложа. Существует несколько видов гипса: строительный, формовочный, высокопрочный, ангидрид, медицинский. В медицине применяется полуводный гипс, который может быть альфа-и-бета-полугидратом. Последний нагрев с целью обезвоживания до температуры 170 гр. И выдерживают при ней в течении 12 часов. В результате чего получается порошок с повышенной (60-65%) водопотребностью.

Альфа-полугидрат образуется при нагревании 125-130 градусов Под давлением 1,3 атм.в специальных автоклавах. Такой гипс называют высокопрочный, автоклавированным, супергипсом. При замешивании он поглощает 40-45% воды, благодаря чему обладает повышенной прочностью.

В случае перегрева может произойти полная потеря воды и образуется несхватывающийся «мертвый» гипс.

При замешивании гипса в резиновую колбу наливают необходимое количество воды и постепенно засыпают гипс из расчета на одну часть воды 2 части гипсового порошка. Практически это соотношение получается если засыпать в колбу столько порошка, чтобы у стенок ее не осталось свободной воды. Дав порошку немного напитаться водой, смесь размешивают шпателем до однородной консистенции. С 4 минуты после смешивания начинается кристаллизация, происходит образование двугидрата; примерно 7-10 минуте весь порошок соединяется с водой, образуется кристаллы, причем сначала происходит частичное растворение гипса, затем каждая молекула жадно присоединяется к себе полторы молекулы воды. Затвердевание сопровождается выделением тепла. При затвердевании кристаллы вытягиваются в различных направлениях, сращиваются кристаллические агрегаты, получается единая масса. Высохший двуводный гипс представляет твердую пористую массу. При затвердевании гипс расширяется до 1%.

Скорость схватывания гипса зависит о ряда факторов: режима обжига дисперсности порошка, температура воды, интенсивности размешивания и добавок. Повышение температуры воды от комнатной до 37 градусов ускоряет схватывание гипса, от 37 до 50 градусов – практически не влияет; свыше 50 градусов – скорость падает. Существует ускорители (катализаторы) и замедлители (ильгибиторы) затвердевания. В качестве ускорителей можно применить 3- 4% раствор поваренной соли или калиевой селитры, а в качестве замедлителей – столярный клей, 2-3% раствор буры (соль борной кислоты) и 5% раствор сахара или винного спирта.

Прочность гипса зависит от соотношения воды и порошка. Чем меньше воды (в разумных пределах) тем прочнее гипс.

Для особо прочных моделей используют автоклавировочный гипс. Иногда делают комбинированные модели, упрочняя супергипсом наиболее ответственные места, а основу модели делают из обычного медицинского гипса.

Для получения огнеупорных моделей, способных выдержать температуры до 1000 градусов, гипс смешивают с кварцевым (речным) песком, а если надо нагреть до 1500 градусов, применяют специальные огнеупорные массы из комплектов (скламил, кристосил и др.)

Свойства гипса

Гипс (водный сульфат кальция) - самый распро­страненный минерал, относящийся к группе сульфа­тов. Его название происходит от греческого слова gypsos. Гипс царапается ногтем и легко режется ножом. Известно несколько разновидностей гипса , используе­мых в качестве коллекционных камней, в частности мелкозернистый алебастр. Шелковистый шпат, волокнистый гипс и белый гипс обладают шелковистым блеском, их часто обрабатывают в форме кабошонов и полируют, при этом проявляется эффект «кошачьего глаза».

Мягкий селенит, который бес­цветен и прозрачен, тоже иногда подвергается огранке. Популярны сре­ди коллекционеров прекрасные «розы пустыни», двойниковые кристаллы «ласточкин хвост» и звездообразные формы.

Применение гипса

Гипс используется в производстве штукатурки, удобрений, портланд­цемента, бумаги, красок и карандашей. Он является самым распространен­ным эвапоритом - осадком, остающимся после испарения воды. Гипс, встречается в виде массивных отложений в осадочных горных породах вме­сте с известняками и сланцем. Он образуется в результате гидратации ми­нерала ангидрита.

Гипсу сопутствуют кальцит, сера, кварц, доломит, галит и глина. Иногда гипс откладывается в результате испарения соленой воды или образует на месте высохших озер мягкие полупрозрачные кристаллы. Он также встречается в виде кристаллов в глине, в виде оболочки соля­ного купола и в зонах действия вулканов. Алебастр, как плотный, так и мелкозернистый, используется для создания статуй и лепных украше­ний.

Однако ввиду чрезвычайной мягкости алебастра изделия из него лег­ко ломаются и быстро разрушаются. Как правило, алебастр полупрозрачен и окрашен в белый, розоватый или коричневатый цвет. Основные место­рождения гипса и алебастра находятся в Италии и в Англии. В Уэльсе добывают ро­зовый алебастр.

Происхождение гипса

Есть месторождения алебастра в Испании, Иране и Пакистане. «Алебастр», из которого в Древнем Египте и Древнем Риме якобы изготавливали вазы, надгробия и прочее, на самом деле мрамор (карбонат кальция). Богатые месторождения гипса есть в США (штаты Аризона, Калифорния, Юта, Колорадо, Оклахома, Нью-Мексико, Огайо, Мичиган, Вир­гиния и Нью-Йорк), в Канаде и во Франции.

Вот уже много столетий в архитектуре государств, имеющих в основе хорошо развитую культуру и искусство, ценящих прекрасное и неординарное, сохраняющих свои исторические памятники и традиции в строительстве и отделке, используется такой материал, как гипс.

В первую очередь это связано с его свойствами — пластичностью, естественной однородностью, однотонностью окраски, итоговой твердостью, что позволяет создавать абсолютно любые формы, будь то барельефный рисунок, орнамент из элементов лепнины или скульптура. При правильной эксплуатации, хороших условиях хранения, аккуратной реставрации созданные изделия могут служить вечно. Пример тому — и храмов по всему миру, сохранивших неповторимый интерьер с прошлых веков до наших дней.

Что нужно знать мастеру про свойства гипса и изделий из него

Гипс обладает таким количеством преимуществ, что его можно назвать поистине уникальным материалом.

• Экологичность и натуральность. Гипс — полностью природный материал, его до сих пор добывают дедовским способом. Он максимально экологичен, что ставит такое сырье на много ступеней выше любого современного стройматериала.
• Способность улучшать микроклимат. Давно замечено, что в помещениях, отделанных лепниной, дышится очень легко, даже если на улице стоит жара или льет дождь. Это легко объясняется тем, что застывший гипсовый раствор обладает способностью влагообмена: повышенная влага им впитывается, а при недостаточном количестве воды в воздухе — отдается.
• Отзывчивость к реставрации. В отличие от стекла, кожи, древесины, камня и даже металла, лепнина подлежит полному восстановлению. При грамотно выполненных ремонтных работах она может выглядеть идеально, даже если ей сто лет. Попробуйте воссоздать утраченную часть фарфоровой или каменной чаши так, чтобы она смотрелась как новая. Согласитесь, это невозможно. А вот гипсовые изделия после реставрации не содержат видимых следов работы мастера.
• Безграничные возможности декора. В умелых руках гипс принимает любые формы, на нем видны даже мельчайшие детали. Его можно окрашивать, патинировать, покрывать различными составами, придающими блеск или другие визуальные качества. Более того, он не подлежит усадке, поэтому готовый декор останется в первозданном виде ровно столько, сколько этого захочет владелец помещения.

Эти свойства были определяющими при выборе варианта много веков назад, остаются они актуальными и по сей день. До сих пор самые обеспеченные люди предпочитают украшать свои родовые поместья лепниной, а общественные культурные сооружения — храмы, библиотеки, музеи — без такого декора просто немыслимы. Оформление помещения настоящей лепниной (не стоит путать с дешевкой из полиуретана) — признак великолепного художественного вкуса и аристократизма.

Где можно применять гипс (алебастр)

Гипс используется в быту довольно часто:

• строительные работы — выравнивание внутренних и внешних стен, потолков, вентиляционных коробов, изготовление перегородок;
• изготовление огнезащитных барьеров и звукопоглощающих конструкций;
• производство — гипсокартон, сухая штукатурка, арболит, гипсостружечные и гипсоволокнистые плиты и т.д.;
• отделка — оформление интерьера, ландшафтный дизайн, архитектурные элементы, лепнина, плитка, сувенирные предметы и т.д.;
• ремонт поврежденной лепнины и прочих изделий из алебастра;
• как элемент гипсоцемента высокого качества.

Характеристики гипса для строительных и отделочных растворов

Современный строительный гипс (второе название — алебастр), используемый для приготовления раствора, производится классическим способом термообработки гипсового камня (150-180°С), добытого в карьерах. Полученное сырье проходит стадии размола и просева, в итоге получается однородный порошок с разным размером частиц — грубого, среднего и тонкого помолов.

Определяют степень помола до сих пор тем же способом, что и 500 лет назад. Полученный порошок отсевают на мелкоячеистом сите (0,2 мм). Остаток, который не прошел сквозь сетку, взвешивают, определяя его массу (в процентах от общего веса).

• Если крупных частиц осталось много — до 23%, — полученному сырью присваивают индекс I, что соответствует грубому помолу.
• До 14% — индекс II — средний помол.
• До 2% — индекс III — высококачественный тонкий помол.

Чем тоньше степень размельчения, тем быстрее будет схватываться раствор. Чтобы установить окончательный вердикт по качеству, полученный порошок исследуют на приборе АДП-1 (ПСХ-2), определяя его удельную поверхность. Она должна соответствовать ГОСТ 23789-79.

Важный параметр — вязкость раствора, определяется стандартом ГОСТ 125-79 и зависит как раз от степени помола, потому что размер частиц напрямую влияет на водопотребность. Считается, что для гидратации полуводного алебастра до степени двуводного хватило бы 18,6 % воды, но такой раствор не подходит для строительных работ, поэтому нормальная вязкость достигается путем добавления 50-70 % воды (3-полугидрат). Если нужен густой раствор, то ограничиваются 35-45 % воды, получая а-полугидрат. Стандартная консистенция определяется параметром расплыва массы, который не должен превышать диаметр 180±5 мм.

Насыпная плотность гипсового порошка в естественном виде — 800-1100 кг/куб. м, в уплотненном — 1250-1450 кг/куб. м. Плотность готового алебастра составляет 2,6-2,75 г/куб. см.

Процесс производства строительного гипса может идти и в ином порядке: помол-отсев-обжиг. Если требуется изготовить особые виды этого материала (медицинский или формовочный), то технология может быть изменена. При прогреве гипсового камня в вакууме при снижении температуры до 100°С на выходе получается высокопрочный алебастр.

Деформативность алебастра

Гипс при высыхании может измениться в объеме. Но в отличие от многих материалов, его объем не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Деформативность может достигать 1%. Это качество является большим плюсом при изготовлении скульптур и лепнины, так как раствор идеально заполняет формы, позволяя получить очень четкий рисунок, без потери мелких деталей.

Способность к расширению зависит от количества в составе материала растворимого ангидрита. Наибольшей деформативности подвержен гипс, прошедший обжиг при повышенных температурах. Снизить данный показатель можно несколькими способами:

• повышением количества воды;
• введением замедлителей твердения;
• добавкой 1% негашеной извести до 0,1% .

При неправильном приготовлении раствора или при создании масштабных изделий возможна значительная усадка, что приводит к растрескиванию гипса. Нивелировать процесс можно, применяя минеральные добавки.

Если неправильно рассчитано соотношение пластичности раствора к изгибающим нагрузкам, возможны и пластические деформации, вероятность которых сводится к нулю, когда лепнина хорошо высушена. При высокой влажности ползучесть гипса может быть довольно велика и визуально заметна. Снизить пластические искажения можно пуццолановыми гидравлическими присадками в комплексе с портландцементом.

Прочность гипса

Гипс принято считать материалом хрупким. На самом деле он действительно легко раскалывается, если по нему нанести целенаправленный удар. В то же время именно гипс способен выдерживать большие нагрузки на сжатие, что очень важно для материалов, применяемых в строительстве. Свойства современного гипса определяются нормами ГОСТ 23789-79 и ГОСТ 125-79. Чтобы понять, как правильно обращаться с этим материалом, необходимо ознакомиться с рядом понятий и характеристик, непосредственно влияющих на прочность.

• Предел прочности на сжатие. Для определения прочности полуводного гипса специалист изготавливает из опытного раствора бруски размерами 4х4х16 см. На застывание отводится 2 часа, после чего образцы испытывают на изгиб и сжатие. Предел прочности готовых изделий делится на 12 марок: от Г-2 до Г-7, от Г-10 с шагом 3 до Г-25, где цифра означает крепость на сжатие, например, гипс марки Г-7 выдержит давление до 7 кг/кв. см.
• Комплексная оценка. Дополнительной маркировкой служит скорость твердения (А, В, С) и индекс помола. Высшая категория качества имеет характеристики от Г-5, индекс III. К гипсу, предназначенному для производства форм для фарфорово-фаянсовых и керамических изделий, предъявляются повышенные требования. Марка от Г-10, схватывание 6-30 минут, тонкость помола — остаток не более 1%, водопоглощение от 30%, объемное расширение после отвердения до 0,15 %.
• Пористость. Готовые гипсовые изделия достаточно твердые и пористые, объем пор может превышать 60%, минимум — 40% (плотный алебастр). Чем больше воды — тем более пористым и менее прочным будет изделие, поэтому нормы нарушать нельзя. Определяя количество воды для раствора, важно учитывать степень помола порошка. Чем мельче частицы, тем больше воды может взять смесь, однако это как раз тот случай, когда с увеличением содержания воды (в пределах ГОСТ) итоговая прочность изделий не снижается, а несколько повышается. Именно поэтому для самых прочных гипсовых отливков мастера предпочитают брать порошок с минимальным размером частиц.
• Водогипсовое отношение. Уменьшением водогипсового отношения до 0,4 можно повысить прочность алебастра до 300%, поэтому многие мастера предпочитают работать с сырьем, имеющим низкую водопотребность. Снижения этого показателя можно добиться с помощью применения специальных добавок — замедлителей схватывания, например, водорастворимых полимеров или синтетических жирных кислот. Данный прием позволяет снизить густоту смеси до 15%, что повышает прочность готовой лепнины.
• Предел прочности на растяжение. Показатели прочности на растяжение и сжатие у гипсовых изделий всегда разные. Следует учитывать, что алебастр выносит растяжение в 10 раз хуже, чем сжатие, поэтому его нельзя применять в условиях, где возможно изменение характеристик основы.
• Влияние влажности на прочность. Еще один важный момент — влияние влажности на прочность. Чем выше содержание воды в воздухе, тем ниже прочность гипса на сжатие. Например, увлажнение лепнины всего на 1 % (при относительной влажности воздуха 90 — 100 %), может снизить прочность до 70 %. Влагонасыщение до 15 % приводит к снижению прочности наполовину. Водонасыщение до 40 % (полное) грозит разрушением образца, если он имел водогипсовое отношение 0,5. Более плотные изделия выносят повышенную влажность лучше. В то же время не стоит думать, что любой катаклизм может уничтожить гипсовые слепки. Достаточно аккуратно просушить изделия, как их прежние качества вернутся.
• Коэффициент размягчения. Зависимость изделий из этого материала от влагосодержания определяется коэффициентом размягчения. Его вычисляют в следующем порядке: сначала образцы насыщают влагой, затем высушивают, высчитывая отношение полученных показателей. Итоговый результат, как уже говорилось, напрямую зависит от плотности образца и может колебаться от 0,3 до 0,5 (чем жестче раствор — тем выше). Стоит учитывать, что с применением органических добавок можно ожидать ухудшения прочности, минеральные присадки влияют незначительно.

Сроки и метод хранения гипса

Хранение сухих порошков требует низкого уровня влажности, поэтому мешки (или россыпь в ящиках) обычно держат на высоких стеллажах (от 50 см). Сроки хранения должны соблюдаться безукоризненно по ГОСТ 2226-75. Порошок, используемый в керамической и фарфоровой промышленности, нельзя хранить россыпью.

Покупая гипс, нужно обязательно обращать внимание на его срок годности, так как во время хранения полуводного гипса его свойства, даже при соблюдении всех норм, изменяются. Особенно это заметно в первый месяц, когда из-за влияния влажности воздуха снижается его водопотребность, и при превышении сроков хранения.

Процесс можно представить так.

• Сухой свежий гипс начинает взаимодействовать с влагой, в результате чего на поверхности зерна полуводного гипса образуется пленка из молекул двугидрата.
• При замешивании раствора из такого сырья можно отметить его длительное застывание, так как пленка не дает полугидрату быстро связываться с водой.
• Водопотребность снижается, а прочность готовых слепков вследствие этого повышается.

При длительной выдержке процесс усугубляется.

• Толщина пленки двугидрата увеличивается, приводя к перегидратации порошка.
• Увеличивается водопотребность, снижаются пластичность, срок схватывания и прочность.

Иными словами, идеален для работы свежий алебастр со сроком хранения 1-2 месяца.

Как сделать раствор гипса

Прежде чем сделать раствор (тесто), вы должны подготовить все для работы. Если об этом не позаботиться, то можно не получить нужного результата, так как смесь застынет очень быстро.

Рецепты раствора для заливки форм.

• Вам понадобится приготовить 2 весовых части алебастра и 1 часть воды. Сначала налейте в емкость воду, после чего медленно засыпайте сухой порошок, интенсивно размешивая деревянной лопаткой или строительным миксером. Такой раствор может застывать 4-30 минут (в зависимости от тонкости размола).
• В готовый раствор добавьте до 2% клея животного происхождения (предварительно растворив его в воде) или известковый раствор — это продлит время застывания.

Имейте в виду, что алебастр практически не расширяется при застывании, максимальное увеличение объема — до 1%, но и его нужно учитывать.

Как регулировать сроки схватывания гипса

Как было сказано выше, гипсовый раствор имеет склонность к быстрому затвердению, но этот процесс можно регулировать. В первую очередь мастер должен понимать, что именно ему нужно. Если он выполняет отливки, то высокая скорость затвердевания просто необходима, поэтому стоит выбирать сырье соответствующего качества. Если же производятся отделочные или реставрационные работы, то скорость застывания стоит снижать для получения времени, необходимого для производства того или иного действия.

По времени застывания растворы получаются следующими.

• Быстро твердеющий — 2-15 минут с момента изготовления раствора.
• Нормально твердеющий — 6-30 минут.
• Медленно твердеющий — от 20 минут.

Срок схватывания зависит сразу от нескольких факторов:

• тонкость помола (чем мельче частицы, тем быстрее);
• свойства порошка (полуводный гипс, включающий элементы двугидрата, схватывается значительно быстрее);
• технология изготовления (влияет температура и длительность прокаливания сырья);
• срок хранения;
• температура сырья и воды для затвора: холодное тесто твердеет дольше, чем нагретое до 40-45°, перегретое до 90° не схватывается вообще из-за потери растворимости полуводного гипса, он более не переходит в состояние двугидрата;
• процентное соотношение воды и порошка (чем меньше воды, тем быстрее идет затвердевание);
• качество и интенсивность замешивания;
• наличие добавок (песок, шлак, опилки, полимеры и специальные химические добавки снижают срок затвердевания раствора).

Как выбрать добавки для гипса

На сегодня существует очень много различных добавок для растворов, все они имеют разный принцип действия и состав. Если вы решили делать смесь самостоятельно, не забывайте о том, что пропорции должны соблюдаться в идеале. Нарушение этого требования ведет к ухудшению качества готовых изделий: снижению твердости, увеличению способности к поглощению влаги и удержанию сырости, уменьшению пластичности раствора и прочим негативным моментам.

Ознакомьтесь с каталогом гипсовых изделий Gessostar

Всего можно выделить 5 видов добавок.

Электролиты . В данную группу объединяют присадки, влияющие на растворимость сырья без прохождения химических реакций. Процентное содержание не должно превышать 0,2-3%.

• Ускоряют: Na2S04 KC1.
• Снижают: этиловый спирт, аммиак и др.
• Может служить ускорителем и замедлителем: NaCl.

Ингибиторы . Присадки-замедлители, вступающие в реакцию и образующие малодиссоциирующие соединения. Процентное содержание не должно превышать 0,2-3%.

• Борная кислота, фосфат натрия и бура;
• 5-10-процентный столярный клей;
• C6H5OH;
• 5-процентный – сахара и др.

Катализаторы . Присадки-ускорители, усиливающими кристаллизацию. Процентное содержание не должно превышать 0,2-3%.

• СаНР04-2Н20 , CaS04-2FI20, KCl и другие соли.

ПАВ . Поверхностно-активные вещества, снижающие кристаллизацию и повышающие пластичность теста. Эти добавки значительно влияют и на твердость готовых изделий, повышая ее. Процентное содержание зависит от качества сырья и может регулироваться мастером опытным путем (0,1-0,3%).

• Известково-клеевой раствор, кератин.

Комплексные добавки . Опытные мастера редко используют какое-то одно вещество и имеют свои рецепты приготовления раствора, поэтому качество изделий очень заметно различается. Чаще всего специалисты соединяют два, а то и три, элемента из разных групп, что позволяет изначально повысить пластичность теста, а затем, когда элемент готов, ускорить застывание и увеличить прочность готовой лепнины.

Самыми распространенными ускорителями являются сульфат натрия, двуводный гипс и обычная поваренная соль, замедлителями — известково-клеевой раствор. Добавка ПАВ в данном случае компенсирует снижение прочности, вызванное присадками.

Смазки для матриц

Если вы решили работать с гипсом, то вам стоит приобрести особую смазку для форм, способствующую легкому разделению слепка и матрицы.

• Для отделения гипса от гипса подходит стеарин и парафин, растворенные в керосине.
• При изготовлении рельефов со сложным рисунком можно применять мыльную пену, медный купорос, кальцинированную соду, поташ.
• В промышленных масштабах используется эпоксидная смола, растворенная в ацетоне.
• Для всех видов изделий существуют специальные промышленные смазки.

В домашних условиях смазка (кальциевое мыло) для форм готовится так: 7 частей воды смешивается с 1 частью масла и 2 частями мыла.

Ознакомьтесь с каталогом гипсовых изделий Gessostar

Как увеличить твердость алебастра

Твердость — очень полезное качество, позволяющее уберечь изделия от случайных царапин и разрушения. У каждого мастера есть свой рецепт усиления твердости. Вот некоторые из них.

• Добавление в гипс извести, с последующей сушкой при комнатной температуре.
• Пропитка свежего изделия раствором борнокислого аммония (5%, температура 30 градусов).
• Добавка в воду для раствора кремневой кислоты (до 50%) с последующим нагревом отливки до 60 градусов.
• Использование для раствора буры с последующей обработкой отливки хлористым барием и горячим раствором мыла.
• Обработка отливки раствором глауберовой соли.
• Пропитка готового гипса медным или железным купоросом.
• Выдержка в растворе алюмокалиевых квасцов (сутки) с последующим прогревом до 550 градусов.

Как увеличить долговечность гипса

Гипс будет служить вечно при условии соблюдения норм по температуре и влажности. Разрушить изделие из алебастра может длительная высокая влажность с резким колебанием температур или воздействием ветра, а также полное нахождение в воде.

Водостойкость изделий можно регулировать несколькими способами:

• уплотнением смеси;
• применением добавок (смолы, кремний, портландцемент, пуццолановые добавки, гранулированный шлак);
• обработкой поверхности влагозащищающими растворами (синтетические смолы, баритовое молоко, гидрофобные составы).

Еще один опасный элемент, способный повлиять на долговечность — некачественный металл, применяемый для основы. При попадании влаги такое железо начинает ржаветь, в результате коррозии увеличиваясь в объеме и разрушая всю конструкцию изнутри. Допускается применение только нержавеющих материалов либо железных элементов, обработанных специальными антикоррозийными средствами.

Огонь алебастру не страшен, пламя уничтожит гипс только после 5 часов воздействия, значит, этот фактор можно не учитывать.

Как видите, работа с гипсом требует огромного количества знаний в области химии, именно поэтому, несмотря на доступность и дешевизну сырья, настоящих мастеров этого дела — единицы. Сделать примитивный отливок может даже ребенок, а вот произвести действительно качественную лепнину, способную прослужить очень долго, под силу только специалисту с большим опытом и богатыми навыками.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный гуманитарный университет»

Филиал в г. Домодедово

Кафедра математических и естественнонаучных дисциплин

Контрольная работа по дисциплине:

«Материаловедение»

Тема: «Гипс, его свойства, виды, марки»

Выполнила:

студентка 4 курса з/о

Группы ЭЗ-4(5,5)

Гах Елена Владимировна

Проверил:

Басманов М.С.

Домодедово - 2013

Список литературы

1. История возникновения гипса

Гипс - природный камень, который образовался в результате испарения древнего океана 110 - 200 миллионов лет назад. В недрах земли гипс присутствует в виде камня - породы осадочного происхождения нескольких разновидностей. Он может быть на вид плотным, с мелкозернистой структурой, сахаровидным в изломе или крупнозернистым, с беспорядочно расположенными кристаллами, состоять из нитевидных кристаллов с шелковистым отливом или быть пластинчатым, с прозрачными кристаллами слоистой структуры. Цвет породы - белый, желтоватый, светло-серый - зависит от наличия или отсутствия в породе различных примесей.

Этот камень - один из самых древних строительных материалов. Его белый цвет, способность твердеть при соединении с водой, возможность придания твердеющему составу любой формы давно используют строители и ваятели. Для них он главный рабочий материал. Благодаря способности быстро приобретать прочность и нужную форму, благодаря высокой степени экологичности самого материала велика роль гипса и в медицине. Известный в прошлом как "алебастр", он широко использовался во всем мире при производстве ремонтно-строительных работ - для внутренней отделки помещений, украшений интерьеров в виде лепнины на потолках и стенах.

Декорирование при помощи лепнины известно с незапамятных времен. Еще в Древнем Египте помимо резьбы по камню использовались предметы декора из натурального гипса и алебастра, которые, кстати, дошли до нас в изумительном состоянии. Расцвета лепной декор достиг во времена античности. По раскопкам нам известны великолепные образцы архитектурных украшений, которые некогда создавали облик и интерьеры древних построек Греции и Рима. Именно с тех давних пор на протяжении всей истории искусств столь популярны изобразительные орнаменты, бордюры и карнизы, колонны и пилястры, розетки и консоли - элементы, которые во все времена придавали любому архитектурному творению парадный и респектабельный вид. В зависимости от господствующего стиля и моды на отделочные материалы менялся внешний вид декоративных рельефов. Высеченные в мраморе или отлитые в гипсе, вырезанные из дерева и покрытые бронзой, они неизменно присутствовали в интерьере богатого дома, украшали фасады частных особняков, "формировали лицо", "вносили дух" и "создавали атмосферу"

Традиции, заложенные античностью, бережно наследовались от эпохи к эпохе, совершенствовались и приобретали новые характерные черты. Так, лепнина служила достойным украшением ренессансного интерьера и стала не просто неотъемлемой частью, а своего рода визитной карточкой обстановки в стиле барокко и рококо. Очередного взлета и совершенства ей удалось достичь в эпоху классицизма. Столь непродолжительно царивший модерн также внес свои характерные черты в историю художественной лепнины, придав ей капризную элегантность, динамику и асимметричность изобразительного ряда.

2. Свойства и недостатки гипса

Этот материал обладает рядом достоинств и недостатков. К достоинствам гипса относят небольшую объемную массу, огнестойкость, хорошую звукоизоляцию. Кроме того, гипс является безопасным в применении материалом, то есть экологически чистым товаром.

Гипс имеет уникальное свойство - при нагревании, химически связанная вода выделяется их кристаллической решетки, образуя полуводный гипс. Такой гипс может быть легко превращен в порошок. И наоборот, при добавлении воды минерал связывает ее в своей кристаллической решетке, возвращая гипсу изначальную прочность. Он создает комфортную среду обитания благодаря способности уже в предметах торговли впитывать излишнюю влагу из воздуха и по мере снижения влажности отдавать обратно.

Способствует срастанию конечностей, излечению растяжений, вывихов и прочих травм, излечению туберкулеза позвоночника (гипсовая кровать), остеомиелита (фиксаж пораженного органа). Гипсовый порошок избавляет от чрезмерной потливости, кашица из порошка этого минерала, воды и растительного масла является замечательной тонизирующей маской.

К недостаткам гипса относят низкую водостойкость, низкую прочность и ползучесть под нагрузкой, особенно в условиях повышенной влажности. Гипс имеет относительно небольшой период хранения. Подсчитано, что уже спустя три месяца хранения гипс теряет прочность примерно на 25-50%. Но со всеми этими недостатками можно бороться, применяя определенные методы.

Так, например, для увеличения водостойкости предмета торговли из гипса покрывают специальными водонепроницаемыми красками и пастами, а крепость предметам торговли из гипса придает пропитка в течение суток раствором 5%-ного борнокислого аммония, нагретого до 30 °С.

3. Виды гипса и его применение

Гипс - один из самых древних строительных материалов. Его белый цвет, способность твердеть при соединении с водой, возможность придания твердеющему составу любой формы давно используют строители и ваятели. Для них он главный рабочий материал.

В настоящее время этот материал широко используется как в сыром, так и обожженном виде.

Сырой гипс используют в качестве добавки к цементу для снижения скорости схватывания, для производства штукатурки, а также для производства удобрений (гипсование применяют для устранения щелочности почвы).

При обжиге природного гипса получают алебастр. Такой обожженный гипс широко применяют для изготовления лепнин, в медицине, в бумажной и цементной промышленности, для изготовления гипсокартона, как поделочный и облицовочный камень, в производстве красок, глазури, эмали.

Так же широко известен всем нам, так называемый - медицинский гипс, который чаще используется:

В стоматологии, для получения оттиска, модели челюсти;

В качестве формовочного материала;

При паянии;

Для фиксации моделей в окклюдаторе (артикуляторе) и кюветах.

Гипс для стоматологической практики получают в результате обжига природного гипса. При этом двуводный сульфат кальция теряет часть кристаллизационной воды и переходит в полуводный (полугидрат) сульфат кальция.

Существует так же и гипсовая повязка, широко применяющаяся для лечения в травматологии, ортопедии и хирургии. Эта повязка хорошо моделируется, обеспечивает надежную фиксацию, плотно и равномерно прилегает к телу, быстро твердеет, просто снимается и может быть наложена в любых условиях.

4. Марки гипса по производителям

Ортопедический гипс:

1) Мягкий, используется для получения оттисков (окклюзионных оттисков).

2) Обычный, используется для наложения гипсовых повязок в общей хирургии («медицинский гипс»), например Галипластер (фирма «Галеника», Югославия), в состав которого входит - полугидрат сульфата кальция.

3) Твердый, используется для изготовления диагностических и рабочих моделей челюстей в технологии съемных зубных протезов, например, Пластон-L (фирма «ДжиСи», Япония), Гипсогал (фирма «Галеника», Югославия), в состав которого входит - полугидрат сульфата кальция.

4) Сверхтвердый, используется для получения разборных моделей челюстей, например, Фуджикор - ЕР (фирма «ДжиСи», Япония), Галигранит (фирма «Галеника», Югославия), в состав которого входит - полугидрат сульфата кальция.

5) Особотвердый, с добавлением синтетических компонентов. Данный вид гипса обладает увеличенной поверхностной прочностью. Для замешивания требуется высокая точность соотношения порошка и воды.

Строительный гипс:

Гипс Г6 БIII формовочный

Гипс Г5 Б II строительный

Гипс Г5 БIII формовочный

Гипс Г7-Г6 АI строительный

Гипс Г5 БII строительный

Гипс Г5 БIII тонкий помол.

5. Конкурентные строительные материалы

гипс строительный медицинский

Список литературы

1. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Учебник. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2006 г.

2. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. Материаловедение: Учебник. - 3 - е изд. М.: Изд - во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004 г, 648с.

3. Карпман, В.М. Матюнин М.: Высшая школа, 2009 г, 638с.

4. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов М.: Изд-во МИСИС, 2006 г, 416с.

5. Барташевич А.А. Материаловедение. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.

6. Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению. Учеб. пособие для ВПО. - М.: Академия, 2007.

7. Материаловедение: Учебник для ВУЗов. / Под ред. Арзамасова Б.Н. - М.: МГТУ им. Баумана, 2008. 3 - е изд.

8. Материаловедение: Учебник для СПО. / Адаскин А.М. и др. Под ред. Соломенцева Ю.М. - М.: Высш. шк., 2006.

9. Барташевич А.А. Материаловедение. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.

10. Основы материаловедения (металлообработка) Заплатин В.Н. - М.: Академия, 2008.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Гипс как типичный осадочный минерал. Месторождения в России. Физические и технические свойства гипса. Сухие строительные смеси. Декоративные элементы и лепнина: панно, плитка, розетка, фриз, карниз. Назначение скульптурного и медицинского гипса.

презентация , добавлен 08.12.2016


Исторические сведения о гипсе. Основные свойства изучаемого строительного материала, способы повышения его водостойкости и прочности. Применение гипса в городском хозяйстве и других сферах, характеристика его конкурентов и сравнение с пенополиуретаном.

контрольная работа , добавлен 14.05.2013


Основные свойства строительных смесей и материалов. Понятие структуры и текстуры строения материала. Акустические свойства строительных материалов: звукопоглощение и звукоизоляция. Оценка строительно-эксплуатационных свойств акустических материалов.

контрольная работа , добавлен 29.06.2011


Сущность морозостойкости, методы её определения. Область применения пустотелых стеклянных блоков. Получение строительного гипса. Методы испытания бетона в конструкциях без его разрушения. Характеристика акустических изделий "акмигран" и "акминит".

контрольная работа , добавлен 02.11.2009


Характеристика гипсовых вяжущих материалов. Процесс схватывания и твердения гипса. Дробление гипсового камня. Обжиг сыпучего материала. Определение режима работы предприятия и материального баланса. Контроль производства и качества готовой продукции.

курсовая работа , добавлен 05.05.2015


Характеристика гипсовых вяжущих веществ. Разработка процесса производства полуводного гипса. Определение загрузки мощностей, выбор технологического оборудования, расчет общезаводских и цеховых складов. Обеспечение охраны труда и техника безопасности.

курсовая работа , добавлен 21.09.2014


Характеристика свойств строительных материалов. Минеральный состав магматических горных пород. Гипсовые вяжущие вещества, их свойства. Гниение и антисептирование древесины. Рулонные кровельные материалы. Технология получения цемента по "мокрому" способу.

контрольная работа , добавлен 25.07.2010


Свойства, состав, технология производства базальта. Устройство для выработки непрерывного волокна из термопластичного материала. Описание и формула изобретения, характеристика продукции. Виды строительных материалов. Применение базальта в строительстве.

реферат , добавлен 20.09.2013


Разработка проекта завода по производству гипса. Технико-экономическое обоснование места строительства. Выбор эффективных видов продукции и сырьевых материалов. Технологическая схема и обоснование оборудования. Проектирование генерального плана завода.

курсовая работа , добавлен 17.07.2011


Анализ критериев долговечности - эксплуатационных свойств дорожных строительных материалов. Методы изготовления портландцемента - гидравлического вяжущего вещества, получаемого тонким измельчением портландцементного клинкера и небольшого количества гипса.

Гипс – природный материал, нашедший применение в медицине.

Благодаря своим уникальным свойствам, гипс активно используется в стоматологической практике, являясь вспомогательным средством при протезировании зубов или исправлении прикуса.

И это – единственный материал, который со временем не потерял своей актуальности.

Немного из истории

Впервые о гипсе узнали еще во времена античности. Правда, тогда его использовали исключительно в строительных целях.

Согласно данным исследований, древнеегипетские пирамиды и другие архитектурные постройки были сооружены как раз с его использованием.

Массовая добыча гипса началась приблизительно в XIII столетии уже нашей эры. Однако его все также продолжали использовать в строительстве, отводя ему роль отделочного материала.

Согласно информации из большинства источников, впервые в медицине гипсовая масса была применена в середине XIX века. Открытие принадлежало русскому военному хирургу, который пропитывал жидким гипсом бинты, фиксирующие переломы.

Происходило это в годы Крымской войны. Хотя на самом деле в стоматологии этот состав начал применяться на одно десятилетие раньше. Если быть точными, то для получения оттиска с челюсти гипс стали использовать в 1840 году .

Довольно-таки длительное время гипс был единственным слепочным составом. Но даже сегодня его продолжают активно использовать в зуботехнических лабораториях.

Описание материала

Гипс в природных условиях представлен кристаллами сернокислой калийной соли. В чистом виде он практически не встречается, и чаще всего содержит различные элементы – пирит, кварц, глину и подобное.

Поэтому прозрачные кристаллы не имеют выраженного цвета, но могут иметь оттенок, характерный для одной из них (желтый, черный или розовый).

Для получения чистого гипса минерал очищается от примесей, после чего измельчается до состояния порошка. А уже порошок проходит обжиг в котлах при высоких температурах (160-190 0).

В зависимости от температуры обжига и индекса давления, на производстве получают гипс двух видов, отличающихся уровнем прочности и сроком застывания.

Основные свойства массы, как стоматологического состава:

• безопасность;
• отсутствие цвета и запаха;
• хрупкость;
• низкий коэффициент усадки;
• устойчивость при контакте со слюной.

На сегодня это наиболее доступный материал для получения точных слепков.

Классификация

Основные классы материала, в зависимости от характеристик прочности и области применения:

• Медицинский гипс. Уровень прочности средний. Является вспомогательным и используется для создания диагностических моделей при планировании дальнейшей конструкции. Высохшее средство не обладает достаточным уровнем прочности, чтобы применяться при создании рабочей модели.
• Состав для моделирования. Твердый, высокопрочный вид, который может быть использован для создания съемных ортопедических конструкций или основанием несъемных протезов.
• Масса для оттисков. Мягкая структура с низким уровнем прочности. Имеет свойство быстро затвердевать с минимальным уровнем расширения. Сфера применения – снятие слепков с челюсти.
• Сверхпрочный гипс. Материал высочайшего уровня прочности, используемый для изготовления мастер моделей и проведения различных комбинированных работ, где исключены малейшие погрешности.

Правила использования

При работе с материалом важно придерживаться ряда правил:

1. Для хранения необходимо выбирать плотно закрываемую тару.
2. Перед ее заполнением новой порцией состава, контейнер тщательно очищается.
3. Хранить контейнер необходимо в сухом месте, в помещении с нормальным уровнем влажности.
4. Весь инструментарий после работы подлежит тщательной очистке.
5. Отбирать следует такое количество материала, которое необходимо для работы с несколькими оттисками. Остатки в контейнер не ссыпаются.
6. Не используйте дополнительные примеси, сокращающие период затвердевания материала. При необходимости лучше использовать другую марку, имеющую более высокую скорость схватывания.
7. Строго соблюдайте пропорции гипса и вода. Иначе рискуете превысить параметры расширения массы.
8. Температура порошка и воды должна составлять 20 0 . Допустимым отклонением считается 1 0 .
9. В процессе смешивания порошок медленно всыпается в воду. Время ручного замешивания массы – минута. Следом идет машинное замешивание – полминуты. Изменение этого времени недопустимо.
10. Готовый состав сразу же вливается в форму. Добавление воды на данном этапе невозможно.
11. Выемка модели осуществляется после ее охлаждения.

Основы применения

Главная задача зубного техника – изготовить идеальную во всех отношениях ортопедическую конструкцию.

Готовая модель должна обладать нужным уровнем прочности и соответствовать требуемым техническим стандартам. Именно поэтому работа с составом должна проводиться в четкой последовательности.

Подготовка

Прежде чем приступить к работе, требуется проверить чистоту инструментов, обратив внимание на отсутствие на них влаги.

Если на шпателе или емкости для замешивания остались частицы старого материала, их необходимо удалить, так как это может отразиться на продолжительности расширения и затвердевания свежеприготовленного состава.

Любой класс массы должен замешиваться при строгом соблюдении пропорций. Замеры ингредиентов «на глаз» меняют свойства и характеристики готового состава.

Используемая для замешивания вода

Для приготовления гипсового состава используется отстоявшаяся водопроводная вода, температура не должна превышать 19-21 0 .

При использовании жесткой воды сокращается период затвердевания массы. В таком случае есть смысл применять деминерализованную воду.

Добавка порошка

Порошок засыпается в воду равномерно, но достаточно быстро (примерное время – 10 секунд). Затем необходимо выждать 20 секунд, пока гипс полностью осядет.

Только после этого можно приступить к замесу шпателем. Время ручного замешивания зависит от класса порошка.

Для низкопрочного материала длительность этого этапа составляет 30 секунд. Все остальные виды материала замешиваются одну минуту.

Распаковка

Согласно канонам, с момента заливки гипсовой массы до выемки застывшего образца должно пройти ровно 30 минут. Для использования других слепочных масс распаковка проводится через час.

Расширение

Любой материал в период застывания имеет свойство расширяться.

Коэффициент расширения будет зависеть от типа выбранного материала , уровня влажности воздуха в помещении и температурных показателей.

Расширение гипсового состава необходимо для компенсации усадки других материалов.

Замешивание

Замес гипсового состава предпочтительнее проводить под вакуумом, используя специальное оборудование.

Машинное замешивание слепочной массы не только повышает качество материала, но и сокращает длительность этого процесса.

При этом гипс 1 класса замешивается исключительно вручную. Для сохранения структуры материала на данном этапе запрещено добавлять воду.

Заливка

В процессе затвердевания слепочная масса начинает кристаллизоваться, снижается уровень ее прочности. В таком состоянии невозможно воспроизвести мельчайшие элементы модели, поэтому дальнейшая работа с материалом будет бесполезна.

Чтобы этого не произошло, готовую массу следует сразу же заливать в форму , не дожидаясь, пока начнется застывание.

Моделирование

К процессу моделирования можно приступать сразу после исчезновения блеска с поверхности гипса. Обычно это происходит спустя минуту.

Последующее застывание наступает в течение разного времени, в зависимости от типа материала. К примеру, для твердого гипса потребуется 10-15 минут, а вот для суперпрочного материала этого времени будет недостаточно.

Дефекты моделей

Избежать растекания образца и других неприятных сюрпризов, полость между гипсовым составом и альгинатной массой следует обрабатывать.

Для этого может быть использован нейтрализующий раствор, вода или сухой гипсовый порошок . Указания к использованию полиэфирного оттискного материала, указаны в инструкции.

Смачивание модели

Резкий перепад температур может повысить хрупкость гипсовой модели, что может стать причиной ее быстрого износа.

Поэтому при необходимости паровой или иной тепловой обработки, образец рекомендуется смочить.

Также непродолжительное смачивание помогает предупредить слом конструкции в процессе распиливания или препарирования.

Из видео вы узнаете, как создается гипсовая модель.

Сроки хранения

Качество массы и готовых моделей будет зависеть от правильности хранения порошка:

1. Срок хранения состава в производственной упаковке составляет 12 месяцев.
2. После вскрытия заводской упаковки материал следует помещать во влагонепроницаемую емкость.
3. Контейнер с материалом должен храниться в сухом помещении с низким уровнем влажности.